Lição de casa da aula: Movimento 2D em Campos Elétricos Uniformes Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a analisar o movimento de objetos carregados que se movem em direções arbitrárias através de campos elétricos uniformes.

Questão 1

Uma partícula tem uma massa de 3,10×10kg e uma carga de 8,50×10 C. A partícula está se movendo a uma velocidade de 452 m/s perpendicularmente ao campo elétrico uniforme quando ele entra no campo, conforme mostrado no diagrama. A partícula se move 8,62 mm na direção do campo antes de sair. Qual é a força do campo elétrico?

Questão 2

Uma partícula de carga positiva com uma carga de 2,45 µC e uma massa de 1,28×10 kg move-se perpendicularmente a um campo elétrico uniforme, como se mostra no diagrama. Determine a velocidade 𝑣 da partícula no ponto em que sai do campo. Apresente a resposta com dois algarismos significativos.

Questão 3

Uma partícula com uma carga de 1,02 µC tem uma energia cinética de 0,422 µJ quando entra numa região com um campo elétrico uniforme. A partícula entra no campo por baixo, como se mostra no diagrama. Um pouco depois, a partícula sai por cima no campo elétrico, tendo entretanto percorrido 115 cm no sentido do campo.

Qual é a energia cinética da partícula quando sai do campo elétrico?

Quando a partícula sai do campo elétrico, o ângulo entre a direção do movimento da partícula e a direção do campo é maior do que, menor do que ou igual ao ângulo entre a direção do movimento da partícula quando entra no campo e a direção do campo?

  • AMaior
  • BMenor
  • CIgual

Questão 4

Um par de placas paralelas de cargas opostas separadas uma da outra 10 m de distância têm uma diferença de potencial de 20 V neles devido ao campo elétrico uniforme entre eles. Um objeto de carga positiva é impulsionado no campo perpendicularmente à sua direção, começando na placa de carga positiva e atravessando completamente o campo no tempo que demora a alcançar a placa de carga negativa, que é de 0,64 s. O objeto é recolhido e as placas são deslocadas para que fiquem a 5,0 m de distância uma da outra. O objeto é, em seguida, impulsionado no campo e, quando se move entre as placas, é deslocado a mesma distância perpendicular à direção do campo que da primeira vez que passou entre elas. Quanto menos tempo demora o objeto concluir o seu movimento se as placas estiverem a 5 m de distância?

Questão 5

Uma partícula tem uma massa de 4,6×10 kg e uma carga de 2,5×10 C. A partícula move-se diagonalmente em direção a um campo elétrico uniforme, como se mostra no diagrama. A partícula sai do campo elétrico movendo-se perpendicularmente a este após 1,25 mm de movimento em sentido oposto ao campo.

Qual é a intensidade do campo elétrico?

  • A8,2×10 N/C
  • B3,6×10 N/C
  • C4,1×10 N/C
  • D2,9×10 N/C
  • E6,5×10 N/C

Qual é a potência fornecida à partícula pelo campo elétrico?

Questão 6

Uma partícula tem uma massa de 6,29×10 kg e uma carga de 10,2 µC. A partícula está a mover-se a uma velocidade de 216 m/s perpendicularmente a um campo elétrico uniforme quando entra no campo, como se mostra no diagrama. Qual é a velocidade da partícula no sentido do campo 𝑣 no ponto em que a partícula sai do campo?

Questão 7

Um objeto de massa 2,5 kg tem uma carga de 0,75 C. O objeto é jogado horizontalmente em um campo elétrico uniforme dirigido verticalmente para cima, através do qual viaja por 2,25 m a uma velocidade horizontal média de 15 cm/s. O objeto desce 5,5 m enquanto viaja pelo campo elétrico. Encontre a intensidade do campo elétrico.

Questão 8

Uma partícula com uma carga positiva com uma carga de 111 nC e uma massa de 3,16×10 kg move-se perpendicularmente num campo elétrico uniforme, que passa pelo campo em 0,229 ms, como se mostra no diagrama. Determine a distância 𝑑 que a partícula que se move no sentido do campo enquanto está dentro dele. Apresente a resposta com 2 algarismos significativos.

Questão 9

Uma partícula tem uma carga de 1,21×10 C e uma massa de 0,44 µg. A partícula se move com uma velocidade 𝑣, viajando perpendicularmente a um campo elétrico uniforme entre duas superfícies planas carregadas, como mostrado no diagrama. Quando a partícula entra na região do campo elétrico, após percorrer uma distância 𝑑 na direção do campo, sua velocidade paralela à direção do campo é 𝑣=𝑣. O potencial em 𝑑 é 12 V. Encontre a energia cinética da partícula antes que ela entre no campo elétrico. Responda a dois algarismos significativos.

Questão 10

Uma partícula carregada negativamente com uma carga de 𝑞 está inicialmente se movendo perpendicularmente a um campo elétrico uniforme a uma velocidade 𝑣, conforme mostrado no diagrama. Os arcos coloridos representam caminhos possíveis seguidos pela partícula. Para cada um dos caminhos possíveis seguidos, o intervalo de tempo no qual a partícula viaja do início ao final do caminho é o mesmo.

Qual cor de arco representa a partícula com o mesmo valor de 𝑣?

  • AVerde e laranja
  • BLaranja e rosa
  • CRosa e verde

Qual cor de arco representa a partícula com o mesmo valor de 𝑞?

  • AVerde e rosa
  • BRosa e laranja
  • CLaranja e verde

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